Лабораторная работа 1 Мультипроцессор Процессор типа R10000 Количество процессоров 1 2

Название	Лабораторная работа 1 Мультипроцессор Процессор типа R10000 Количество процессоров 1 2
Дата	13.03.2018
Размер	179.48 Kb.
Формат файла
Имя файла	1_2_laby_po_APO_EVM_Korshak.docx
Тип	Лабораторная работа #38328

Лабораторная работа № 1
Мультипроцессор

Процессор типа R10000

Количество процессоров	1	2	4	8	16
Тактовая частота процессора (внутренняя) - Fвнут (МГц)	200	200	200	200	200
Тактовая частота процессора (внешняя) - Fвнеш (МГц)	66	66	66	66	66
Количество модулей памяти	1	2	4	8	16
Число параллельно вып. фраг. задачи	1	2	4	8	16
Производительность ВС (Мфлопс)	56	93	140	187	224

http://www.vt.fit.mirea.ru/vms/l1/r10000.gif

1. Структурная схема исследуемого вычислительного устройства.

$c:\users\ya\downloads\img00040.gif$

2. Какие факторы влияют на ход графика?

Факторы, влияющие на ход графика:

Количество процессоров,

Тактовая частота процессора (внутренняя) - Fвнут (МГц),

Тактовая частота процессора (внешняя) - Fвнеш (МГц),

Количество модулей памяти,

Число параллельно вып. фраг. задач.
3. Возможна ли линейная зависимость E(n)?

Возможна, но только если каждый процессор будет заниматься выполнением задач постоянно, и т.к. в реальности такого не происходит и процессоры часто простаивают в ожидании, линейная зависимость возможна в теории, но не на практике.
4. Как изменится график при увеличении внутренней частоты?

Изменения графика зависят от конкретной выполняемой задачи. Так, если при работе необходимо частое обращение к памяти, то увеличивающиеся значение производительности с увеличением внутренней частоты в какой-то момент «упрется» в ограничение частотой памяти. Если количество таких обращений сведено к минимуму, то увеличение производительности ограничено лишь максимальной внутренней частотой.
5.Как изменится график при увеличении внешней частоты?

Значение производительности увеличится, при условии частых обращений к памяти. Если данные для программы помещаются в кэше, то увеличение внешней частоты не даст никакого прироста производительности.
6. Как изменится график при изменении числа параллельно выполняемых задач?

Значение производительности может вырасти, если текущие задачи не способны задействовать все вычислительные ресурсы системы.

7. Как изменится график с изменением n?

С изменением числа процессоров график будет идти вверх по оси производительности (но не линейно см. вопрос 3).
8. Что такое MFlops?

Flops (от англ. FLoating-point Operations Per Second) — единица измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. Соответственно, MFlops – миллион операций с плавающей запятой в секунду.
9. Как образуется тактовая частота?

Тактовая частота формируется с помощью ГТЧ (Генератора тактовых частот). Он формирует тактовые частоты для процессора и материнской платы.
10. Нормальная форма числа.

Любое число в нормальной форме представляется в виде: A = ±mA×qP
mA - мантисса числа A
q - основание системы счисления
P - порядок
Мантисса числа должна удовлетворять условию: 1/q <= |m|<=1.
11. Что такое бит? Байт?

Бит (от англ. binary digit — двоичное число) — единица хранения и обработки цифровой информации.

Байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации; совокупность битов.
12. Что такое формула Хартли?

Формула Хартли определяет количество информации, содержащееся в сообщении длины n.

Имеется алфавит А, из букв которого составляется сообщение:

Количество возможных вариантов разных сообщений:

где N — возможное количество различных сообщений, шт; m — количество букв в алфавите, шт; n — количество букв в сообщении, шт.

Формула Хартли определяется:

где I — количество информации, бит.

Лабораторная работа № 2
Кластер

Процессор типа R10000

Количество узлов	1	2	4	8	16
Количество процессоров в узле	2	2	2	2	2
Тактовая частота процессора (внутренняя) - Fвнут (МГц)	200	200	200	200	200
Тактовая частота процессора (внешняя) - Fвнеш (МГц)	50	50	50	50	50
Количество модулей памяти	2	2	2	2	2
Число параллельно вып. фраг. задачи	2	2	2	2	2
Сеть (кольцо-1, плоскость-2, куб-3)	2	2	2	2	2
Производительность ВС (Мфлопс)	117	165	234	331	469

http://www.vt.fit.mirea.ru/vms/l2/r10000.gif

1. Структурная схема кластера

$c:\users\ya\desktop\sheme1.gif$

В высокопроизводительном кластере выделяют следующие основные компоненты:
1.головной компьютер (загрузчик задач);
2.рабочие узлы;
3.разделяемый дисковый массив;
4.вычислительная низколатентная среда коммуникаций;
6.системы визуализации и прочие вспомогательные системы.

Узлы обязательно имеет общедоступные ресурсы, в число которых обычно входят вычислительный процессор и память, связанных коммуникационной средой.
2. Какие факторы влияют на ход графика?

- Факторы, влияющие на ход графика:

- Количество процессоров,

- Тактовая частота процессора (внутренняя) - Fвнут (МГц),

- Тактовая частота процессора (внешняя) - Fвнеш (МГц),

- Количество модулей памяти,

- Число параллельно вып. фраг. задач,

- Тип сети (кольцо-1, плоскость-2, куб-3).
3. Возможна ли линейная зависимость E(n)?

Линейная зависимость все еще остается исключительно теоретической (см вопрос 3 в Лаб.раб. №1), но видна существенная разница в лучшую сторону по сравнению с многопроцессорными системами.
4. Как изменится график при увеличении внутренней частоты?

Изменения графика зависят от конкретной выполняемой задачи. Так, если при работе необходимо частое обращение к памяти, то увеличивающиеся значение производительности с увеличением внутренней частоты в какой-то момент «упрется» в ограничение частотой памяти. Если количество таких обращений сведено к минимуму, то увеличение производительности ограничено лишь максимальной внутренней частотой.
5.Как изменится график при увеличении внешней частоты?

Значение производительности увеличится, при условии частых обращений к памяти. Если данные для программы помещаются в кэше, то увеличение внешней частоты не даст никакого прироста производительности.
6. Как изменится график при изменении числа параллельно выполняемых задач?

Значение производительности может вырасти, если текущие задачи не способны задействовать все вычислительные ресурсы системы.

7. Что такое вычислительный узел? Структурная схема.

Вычислительный узел — это объединение нескольких многоядерных процессоров со своей оперативной памятью, которые работают под управлением своей операционной системы.

http://images.myshared.ru/5/355643/slide_27.jpg

На рисунке – пример структурной схемы вычислительного узла.
8. Зависимость производительности вычислительного устройства от количества процессоров в узле E(n).

Т.к. с увеличением количества процессоров в одном узле увеличится производительность отдельного узла, то увеличится общая производительность устройства.
9. Топология сети: кольцо, плоскость, куб.

Кольцо: Плоскость: Куб:

$c:\users\ya\documents\sharex\screenshots\2017-09\browser_2017-09-26_17-52-09.png$

Серыми квадратами на схеме обозначены оконечные устройства – компьютеры.